防漏電保護器和手機充電系統的製作方法
2023-06-01 12:09:21 1
本發明屬於用電器充電領域，尤其涉及一種可防止充電時發生漏電的防漏電保護器。
背景技術：
現有中，為需充電型用電器充電一般都是通過電能連接線經過適配器輸送至用電器。
以手機為例，當今社會，手機已經成為人們日常生活中必不可少的一部分，大多數智慧型手機的電池續航時間都較短，因此需要頻繁的給手機充電。手機充電一般都需要兩個小時左右，但是在充電期間，很多時候也需要使用手機，而在手機充電過程中使用手機時，因手機充電時電壓高於待機時，如果同時進行其他操作如通話等，電壓會超過正常工作很多倍，如此時使用劣質充電器、手機電子元器件老化或受潮等可能造成漏電，將手機充電器的輸入電網電壓導至手機上，然後電流通過人體，一旦短時間通過人體的電流過大，就有可能導致死亡。
技術實現要素：
為了解決上述問題，本發明提出了一種防漏電保護器和手機充電系統，本發明設置於適配器與用電器之間，起到了防止用電器漏電傷人的作用。
為了達到上述目的，本發明採用的技術方案為：
一種防漏電保護器，用於防止需充電型用電器在充電時發生漏電，防漏電保護器連接於適配器與用電器之間，包括連接於適配器電能輸出端的發射端電路板，可通過磁場耦合傳遞電能的線圈模塊，以及電連接線圈模塊的接收端電路板，接收端電路板外連用電器。
作為本發明的進一步優化，發射端電路板包括外連適配器的發射端濾波電路，發射端濾波電路的輸出端並聯有逆變電路和線性穩壓電路，其中線性穩壓電路連接有可驅動逆變電路開關的發射端MCU；線圈模塊包括連接逆變電路輸出端的發射線圈，以及連接接收端電路板輸入端的接收線圈；接收端電路板包括與接收線圈相連的接收端整流濾波電路，接收端濾波整流電路的輸出端串接有BUCK降壓電路和線性穩壓電路，線性穩壓電路的輸出端連接接收端MCU並為其供電，BUCK降壓電路外連用電器，用於穩定輸出電壓。
作為本發明的進一步優化，發射端電路板還包括無線通信解調模塊，無線通信解調模塊的輸出端連接發射端MCU；接收端電路板還包括電連BUCK降壓電路輸出端的輸出功率採樣電路，發射端MCU輸出端連接有無線通信調製模塊，無線通信解調模塊與無線通信調製模塊形成有信息反饋通道。
作為本發明的進一步優化，線圈模塊還包括設置於發射線圈與接收線圈之間的絕緣層。
作為本發明的進一步優化，發射端電路板、發射線圈、絕緣層、接收線圈和接收端電路板順次層設。
作為本發明的進一步優化，發射線圈包括順次層設的鋁板層、屏蔽層以及線圈層，接收線圈包括順次層設的線圈層、屏蔽層、鋁板層。
作為本發明的進一步優化，屏蔽層為高導磁材料。
作為本發明的進一步優化，防漏電保護器的外部設置有可插設電能連接線的插槽。
一種手機充電系統，包括可連接電網的適配器，適配器的輸出端連接有上述所述的防漏電保護器，防漏電保護器的輸出端外連手機，為手機充電。
與現有技術相比，本發明的優點和積極效果在於：
(1)本發明的防漏電保護器，設置於適配器與用電器之間，獨立於手機設置的單獨裝置，使其更具有通用性；同時其內部採用電磁場來傳遞能量，沒有直接的電氣連接，這樣就將用電端與電網進行了隔離，徹底杜絕了漏電傷人的可能性，起到了防止用電器漏電傷人的作用；
(2)本發明的手機充電系統，通過使用防漏電保護器，實現了手機與電網之間的電氣隔離，在手機防漏電保護裝置內部採用無線電能傳輸的方式，進行能量的傳遞，起到了防止手機漏電傷人的作用。
附圖說明
圖1為本發明連接於用電器與適配器上的防漏電保護器的結構示意圖；
圖2為本發明防漏電保護器的示意圖；
圖3為本發明中防漏電保護器的剖視圖。
以上各圖中：1、適配器；2、第一電能連接線；3、防漏電保護器；31、發射端電路板；32、發射線圈；33、接收線圈；34、接收端電路板；35、絕緣層；4、第二電能連接線；5、用電器。
具體實施方式
下面，通過示例性的實施方式對本發明進行具體描述。然而應當理解，在沒有進一步敘述的情況下，一個實施方式中的元件、結構和特徵也可以有益地結合到其他實施方式中。
在本發明的描述中，需要說明的是，術語「內」、「外」、「上」、「下」、「前」、「後」等指示的方位或位置關係為基於圖3所示的位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語「第一」、「第二」、「第三」僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。
參見圖1以及圖3，本發明的防漏電保護器，用於防止需充電型用電器在充電時發生漏電，防漏電保護器3連接於適配器1與用電器5之間，具體的，防漏電保護器3通過第一電能連接線連接適配器1的電能輸出端，並通過第二電能連接線連接用電器5的電能輸入端，其中防漏電保護器包括連接於適配器1電能輸出端的發射端電路板31，可通過磁場耦合傳遞電能的線圈模塊，以及電連接線圈模塊的接收端電路板34，接收端電路板34外連用電器5。
上述中，通過使用依靠磁場來傳遞能量的線圈模塊，避免了充電時直接的電氣連接，這樣就使用電器與電網之間進行了有效隔離，杜絕了漏電傷人的可能性。
具體參見圖2，圖2是本發明中防漏電保護器的框圖示意。如圖2所示，發射端電路板31包括外連適配器1的發射端濾波電路，發射端濾波電路的輸出端並聯有逆變電路和線性穩壓電路，其中線性穩壓電路連接有可驅動逆變電路開關的發射端MCU。其中發射端濾波電路可濾除電路中的高頻分量，以抑制其幹擾信號，逆變電路可將直流電壓變成高頻交流電壓，線性穩壓電路是將輸入電壓轉換成電路所需要的電壓，另外，發射端MCU與逆變電路之間還連接有驅動電路，以用來放大控制電路的電壓信號和電流信號使其能夠驅動功率電晶體。
繼續如圖2所示，線圈模塊包括連接逆變電路輸出端的發射線圈，以及連接接收端電路板輸入端的接收線圈；接收端電路板34包括與接收線圈相連的接收端整流濾波電路，接收端濾波整流電路的輸出端串接有BUCK降壓電路和線性穩壓電路，線性穩壓電路的輸出端連接接收端MCU並為其供電，BUCK降壓電路外連用電器，用於穩定輸出電壓。其中，接收端整流濾波電路可將高頻交流電轉換成直流電，BUCK降壓電路可將輸入的大電壓轉變成輸出小電壓。
同時，發射端電路板31還包括無線通信解調模塊，無線通信解調模塊的輸出端連接發射端MCU；接收端電路板34還包括電連BUCK降壓電路輸出端的輸出功率採樣電路，發射端MCU輸出端連接有無線通信調製模塊。輸出功率採樣電路將輸出端的電壓電流信號經過輸出功率採樣電路傳送到接收端MCU，保證系統能夠安全穩定工作，無線通信調製模塊把接收到的接收端狀態信息(整流信號和輸出功率信號)傳遞到發射端電路板，再經過無線通信解調模塊傳到發射端MCU中。發射端MCU可以根據反饋信息去調節輸出PWM信號的頻率、佔空比或通信速率，保證系統可以穩定工作。
在本發明中，線圈模塊還包括設置於發射線圈與接收線圈之間的絕緣層35，絕緣層的設置，有效的防止了發射線圈與接收線圈的接觸。
參見圖3，本發明的發射端電路板31、發射線圈32、絕緣層35、接收線圈33和接收端電路板34為自上而下的順次層設，其中，發射線圈32包括順次層設的鋁板層、屏蔽層以及線圈層，接收線圈35包括順次層設的線圈層、屏蔽層、鋁板層，作為一種優選，屏蔽層為高導磁材料，選用高導磁材料的作用是屏蔽發射線圈與接收線圈之間的磁場的洩露，防止在其周邊的電路板或金屬部件上產生渦流發熱。使用導電性好的鋁片來作屏蔽電場的洩露，防止幹擾其他電子器件的正常工作。
另外，本發明對漏電保護器進行灌膠封裝，封裝後待其完全固化後具有較好的抗老化性，且其可修復性、防潮防水性能、耐侯性、抗震動衝擊及變形能力均有較大的提高。
本發明的防漏電保護器的外部設置有可插設電能連接線的插槽，該插槽可根據用電器需要設計為各種類型，例如手機插槽可適用於蘋果、三星、小米等類型，通過插槽的設置，在充電時僅需在適配器和用電器之間連接防漏電保護器，不需要改變原有用電器充電的結構就可以達到漏電保護的效果，既簡單方便又極大的降低了產品成本。
另外，本發明還提供了一種手機充電系統，包括可連接電網的適配器，適配器的輸出端連接有上述的防漏電保護器，防漏電保護器的輸出端外連手機，以為手機充電。通過在傳統的手機充電適配器與手機之間加入一個防漏電保護器，起到了防止手機漏電傷人的作用，而且手機防漏電保護器內部採用電磁場來傳遞能量，沒有直接的電氣連接，將手機端與電網進行了隔離，徹底杜絕了漏電傷人的可能性。
以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，並非是對本發明作其它形式的限制，任何熟悉本專業的技術人員可能利用上述揭示的技術內容加以變更或改型為等同變化的等效實施例應用於其它領域，但是凡是未脫離本發明技術方案內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與改型，仍屬於本發明技術方案的保護範圍。